Como para medir a expansão linear na forma de um sólido, devido ao aumento de temperatura

Quando você fala sobre a expansão de um sólido em qualquer uma dimensão sob a influência de calor, você está falando dilatação linear.

Graças à física, você pode medir o quanto um sólido irá expandir com base em quanto suas mudanças de temperatura.

Video: Troca de calor e Equilíbrio Térmico - Física | Descomplica

A figura mostra uma imagem de este fenómeno.

Em fase de expansão térmica, a mudança de um objecto sólido no comprimento,

Video: Calculo simples de dilatação linear

é proporcional à mudança da temperatura,

Você pode mostrar esta relação matematicamente.

Video: Experimento Volumen/ Presión

Nota: Este exemplo utiliza um subscrito 0 (eu₀, por exemplo), o que é comum em textos para estes tipos de equações.

Primeiro, suponha que você elevar a temperatura de um objeto uma pequena quantidade:

A mudança de temperatura resulta numa expansão em qualquer dimensão linear de

Quando você aquecer um sólido, o sólido se expande por alguns por cento, e essa porcentagem é proporcional à mudança de temperatura. Em outras palavras,

é proporcional à

A constante de proporcionalidade, o que ajuda a dizer-lhe exatamente o quanto um objeto irá expandir, depende de qual material que você está trabalhando. A constante de proporcionalidade é a Coeficiente de expansão linear, que você dá o símbolo

Você pode escrever esta relação como uma equação desta forma:

No entanto, porque as unidades de Celsius e Kelvin são do mesmo tamanho, uma diferença de temperatura medida em graus Celsius é da mesma ordem de grandeza, quando medida em Kelvin. Portanto, para converter o coeficiente de expansão linear de graus Celsius para Kelvin, você só tem que trocar os símbolos.

A abundância de projetos de construção levar expansão linear em conta. Muitas vezes você vê pontes com “juntas de dilatação” Ligar a ponte para a superfície da estrada. Como as temperaturas aumentam, estas junções permitem que os materiais de ponte para expandir sem deformação.

Aqui está um exemplo baseado em construção. Digamos que você está chamado para verificar uma nova ferrovia. Você olhar atentamente para os trilhos 10,0 metros de comprimento, notando que eles são apenas 1,0 milímetros distante nas extremidades. “Quanto mais quente ele começa em torno destas peças durante o verão?”, Você pergunta.

“Hotter?” As gargalhadas designer-chefe. “Você tem medo dos Rails fundição?”

Todos snickers em sua ignorância como você verificar o seu almanaque, que diz que você pode esperar que os trilhos para chegar a 50 graus Celsius mais quente durante um verão normal. O coeficiente de dilatação linear para o aço que os carris são feitas a partir de, aproximadamente, é

Então, quanto vai o ferroviário típico expandir durante a parte quente de verão? Você sabe disso

Ligar os números dá-lhe a expansão:

Em outras palavras, você pode esperar os trilhos para expandir

ou 6,0 milímetros, no verão. No entanto, os trilhos são apenas 1,0 milímetros de distância. A empresa ferroviária está em apuros.

Você olha para o designer-chefe e dizer: “Você e eu estamos prestes a ter uma agradável, longa conversa sobre física.”